FR3134394A1 - Dispositif d’analyse d’un polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant et utilisations de ce dispositif d’analyse - Google Patents
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Abstract
[Titre : Dispositif d’analyse d’un polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant et utilisations de ce dispositif d’analyse L’invention concerne un dispositif d’analyse (1) d’un polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant en milieu aquatique. Le dispositif d’analyse (1) comprend un corps central et au moins deux embouts (6a, 6b) de fermeture, le corps central définissant une chambre d’analyse, le corps central étant configuré pour contenir un organisme vivant de taille déterminée et/ou un polluant aquatique. Le corps central comporte au moins un module (2a) de corps central (2) creux et délimité par au moins une paroi périphérique (3). Au moins un embout (6a, 6b) de fermeture est ouvert et comporte une ouverture (8) ou est fermé et forme un bouchon (9). Le dispositif d’analyse (1) comprend des moyens d’étanchéité (15) et un moyen de réception (130) d’un filtre. L’invention se rapport également à l’utilisation du dispositif d’analyse (1) notamment en milieu fermé ou en milieu ouvert en vue de reproduire un milieu aquatique naturel. Figure pour l’abrégé : Fig.1]
Description
[DOMAINE GENERAL DE L’INVENTION
La présente invention entre dans le domaine de l’étude de l’impact de la pollution aquatique. Dans ce contexte, l’invention se rapporte plus précisément à un dispositif d’analyse du comportement de polluants aquatiques et/ou d’un organisme vivant en milieu aquatique ouvert ou fermé.
L’étude du comportement des polluants aquatiques et de leur interaction avec les organismes vivants aquatiques est extrêmement complexe. L’étude dans le milieu naturel pose des problèmes de suivi du comportement tant des organismes vivants que des polluants aquatiques qui sont à leur contact. En effet, il s’avère difficile d’isoler un évènement qui entraine une évolution d’un polluant tel que la biodégradation d’un plastique en milieu aquatique. De même, il est également ardu d’évaluer les capacités de bioassimilation d’un polluant par un organisme vivant mais aussi les capacités d’élimination du polluant par ce même organisme vivant.
En parallèle, il s’avère tout aussi complexe de reproduire un milieu aquatique qu’il soit marin, d’eau douce ou d’eau saumâtre afin d’étudier le comportement des polluants et/ou d’un organisme vivant en interaction avec ces polluants.
Il est à noter que le document WO 2004/081530 décrit un procédé pour la surveillance et la bioprospection environnementales de microorganismes in situ, c’est-à-dire, dans un milieu aquatique naturel. Le procédé met en œuvre un dispositif d’analyse qui est immergé in situ. Ce dispositif d’analyse comprend un corps central contenant un orifice d’entrée et un orifice de sortie de fluide. Le corps central est équipé d’une pluralité de capillaires, chaque capillaire formant un microsystème. Les capillaires comprennent un filtre qui fait office de support pour le développement de colonies de microorganismes. Néanmoins, ce filtre est suffisamment poreux pour laisser circuler l’eau du milieu aquatique au travers d’un capillaire. Il est ensuite possible d’étudier l’évolution des colonies de microorganismes qui se sont produits dans les micro-écosystèmes à capillaires. Ce type de dispositif présente néanmoins des restrictions et inconvénients. Le dispositif décrit par le document WO 2004/081530 est conçu spécifiquement pour étudier les micro-écosystèmes dans les capillaires et n’est pas transposable à l’étude de différents polluants aquatiques ou à des organismes macroscopiques. Par ailleurs, le caractère in situ du dispositif d’analyse rend contraignante l’analyse régulière de l’évolution d’un microsystème d’un capillaire. En effet, le chercheur est contraint de sortir le dispositif de l’eau pour faire des prélèvements. Chaque exondation pouvant influencer l’évolution d’un micro-écosystème au travers, d’un apport en oxygène par exemple.
Il existe également des méthodes d’étude de la biodégradation et/ou de la bioaccumulation de polluants qui sont effectuées dans des aquariums. A titre d’exemple, l’étude de la biodégradabilité de polluants plastiques en milieu marin est réalisée en deux étapes. Elle inclut une première étape d’incubation des polymères au sein du milieu naturel marin, puis une seconde étape où le matériau plastique accompagné de son biofilm est transféré dans un aquarium sans aucune autre source carbonée. Toutefois, il est très complexe de reproduire un milieu aquatique naturel à l’identique qu’il soit marin ou d’eau douce. En effet, la reproduction d’un milieu aquatique artificiel tel qu’un aquarium implique nécessairement des interactions non voulues entre des éléments de l’expérimentation et des matériaux ou substances chimiques utilisés pour reproduire le milieu aquatique naturel. En effet, ceux-ci comportent des matériaux plastiques, des métaux, et des stabilisateurs de conditions physico-chimiques tel que chlore pouvant influer sur les résultats.
Le document ES 2 435 794 propose quant à lui une alternative à l’étude dans un aquarium. Ce document propose d’utiliser un réacteur formé par un erlenmeyer dans lequel est disposé un échantillon d’un polymère organique baignant dans de l’eau. Le réacteur de tels dispositifs est scellé par un bouchon disposant d’une voie d’arrivée d’air et d’une voie de sortie d’air. Ces voies d’air étant reliées à des sondes mesurant le dégagement de dioxyde de carbone et de dioxygène. Néanmoins, ce document ne permet pas de reproduire un milieu aquatique naturel de manière à mimer le comportement d’un polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant dans un milieu naturel. Ces dispositifs et procédés ne sont également pas adaptés pour étudier la bioassimilation et l’élimination de polluants par des organismes vivants.
Après avoir étudié l’état de la technique, il apparait qu’il n’existe pas de dispositif d’analyse permettant, d’une part, de placer un polluant aquatique et/ou un organisme vivant dans un milieu aquatique bénéficiant des conditions naturelles physico-chimiques mais aussi microbiologiques (libre circulation des souches de microorganismes) tout en étant isolé d’éléments perturbateurs tels que d’autres polluants et/ou des organismes vivants prédateurs.
Dans ce contexte, la demanderesse a développé une solution technique fournissant une chambre d’analyse du comportement d’un polluant aquatique et/ ou d’un organisme vivant susceptible de reproduire un milieu aquatique naturel ex situ, c’est-à-dire, reproduire un milieu aquatique dans un environnement de laboratoire.
DESCRIPTION GENERALE DE L’INVENTION
A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un dispositif d’analyse d’un polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant en milieu aquatique comprenant un corps central et au moins deux embouts de fermeture, le corps central définissant une chambre d’analyse, le corps central étant configuré pour contenir un organisme vivant de taille déterminée et/ou un polluant aquatique.
Selon l’invention le corps central comporte au moins un module de corps central creux et délimité par au moins une paroi périphérique comprenant chacun à ses extrémités une portion de connexion configurée pour coopérer avec une section de connexion d’un embout de fermeture et/ou une portion de connexion d’un module adjacent, le module de corps central étant monté amovible d’un module de corps central adjacent et/ou amovible d’au moins un embout de fermeture
Selon l’invention, au moins un embout de fermeture est ouvert et comporte une ouverture, ou est fermé et forme un bouchon.
Le dispositif d’analyse comprend des moyens d’étanchéité disposés à une jonction entre l’extrémité du module de corps central et l’embout et/ou entre l’extrémité du module de corps central et l’extrémité du module de corps central adjacent.
Le dispositif d’analyse comprend encore un moyen de réception prévu apte à assurer l’immobilisation d’un filtre, le moyen de réception étant disposé à une extrémité du module de corps central et/ou au niveau de l’embout.
Enfin, le module de corps central et les embouts sont réalisés en matériau inerte.
Selon l’invention, le dispositif d’analyse permet de reproduire un milieu aquatique naturel dans le corps central, ceci en maintenant des conditions expérimentales fidèles aux conditions du milieu naturel. En effet, au travers de l’embout amovible, il est possible d’ouvrir et de refermer le dispositif d’analyse pour introduire un polluant aquatique et/ou un organisme vivant. Les moyens d’étanchéité contribuent également à maintenir les conditions expérimentales stables en assurant l’étanchéité du dispositif d’analyse. Dans ce contexte, le dispositif d’analyse peut aussi être utilisé en milieu ouvert ou fermé via l’embout qui comprend une ouverture ou qui est fermé, l’eau peut ainsi circuler au sein du dispositif d’analyse sans que les conditions expérimentales soient impactées.
Selon une première caractéristique du premier aspect de l’invention, le module de corps central comporte au moins une voie auxiliaire s’étendant depuis la paroi périphérique du module de corps central vers l’extérieur du dispositif d’analyse, la voie auxiliaire étant adaptée à être connectée à un élément auxiliaire choisi parmi la liste suivante : une source d’alimentation en nutriments, une source d’alimentation en polluants, une source d’alimentation en air, une source d’alimentation en dioxygène, un instrument de mesure, ou une association de ces éléments. La voie auxiliaire contribue à opérer des mesures régulières de suivi expérimental tout en permettant d’ajuster les paramètres expérimentaux. Par exemple, il est possible de faire varier les apports en nutriment, en polluant, en oxygène etc.
Selon une deuxième caractéristique du premier aspect de l’invention, le module de corps central comprend un support fixe ou amovible configuré pour supporter un polluant à l’état cohésif et/ou un organisme vivant.
Selon une troisième caractéristique du premier aspect de l’invention, la section de connexion d’un premier embout est complémentaire de la portion de connexion de la première extrémité du module de corps central, la section de connexion coopérant avec la portion de connexion par emboitement. Cette caractéristique simplifie le caractère amovible de l’embout. Il est ainsi possible de réduire les manipulations pour déposer ou récupérer des polluants et/ou un organisme vivant dans le corps central.
En particulier, chaque portion de connexion du module de corps central peut comporter un organe mâle ou femelle, chaque section de connexion d’un embout comporte un organe mâle ou femelle, chaque organe mâle étant complémentaire d’un organe femelle.
Selon une quatrième caractéristique du premier aspect de l’invention, les moyens d’étanchéité comprennent un organe d’étanchéité et une gorge, l’organe d’étanchéité coopérant par compression avec la gorge, la gorge étant disposée à une jonction entre la première extrémité du module de corps central et la section de connexion du premier embout et/ou entre la seconde extrémité du module de corps central et la section de connexion du second embout et/ou entre l’extrémité du module de corps central et l’extrémité du module adjacent de corps central. De préférence, les moyens d’étanchéité comportent une couronne de compression configurée pour comprimer l’organe d’étanchéité dans la gorge, la couronne de compression est montée dans la gorge. Selon cette configuration, la couronne de compression coopérant :
- avec un filetage ménagé sur une paroi externe de la portion de connexion, ou
- avec un filetage ménagé sur une paroi externe de la section de connexion de l’embout.
Selon une cinquième caractéristique du premier aspect de l’invention, le dispositif d’analyse comprend au moins un filtre disposé au niveau du moyen de réception.
Selon une sixième caractéristique du premier aspect de l’invention, le moyen de réception comprend au moins un épaulement interne permettant de positionner et maintenir le filtre au niveau d’une extrémité du module de corps central. Selon cette caractéristique, l’épaulement interne est disposé entre le module de corps central et la portion de connexion de la première extrémité. Alternativement, l’épaulement interne est disposé entre la section de connexion et l’ouverture d’un embout.
Selon une septième caractéristique du premier aspect de l’invention, le dispositif d’analyse comprend une extrémité fermée, une extrémité ouverte. Il est ainsi possible d’utiliser le dispositif d’analyse en milieu fermé reproduisant un milieu aquatique fermé.
Selon une huitième caractéristique du premier aspect de l’invention, le dispositif d’analyse comprend deux extrémités ouvertes. Cette configuration permet de fournir une chambre d’analyse reproduisant un milieu aquatique ouvert dans lequel le flux de fluide circule en continu.
Selon une neuvième caractéristique du premier aspect de l’invention, le matériau inerte du corps central, des embouts et des voies auxiliaires est du verre borosilicaté. Avantageusement, le verre est un matériau inerte chimiquement et biologiquement qui permet de prévaloir de toutes perturbations des conditions expérimentales.
Selon une dixième caractéristique du premier aspect de l’invention, le filtre comporte des pores dont les dimensions sont inférieures aux dimensions de l’organisme vivant et/ou aux dimensions d’un polluant aquatique. La circulation du flux de fluide est ainsi maintenue au travers du dispositif d’analyse tout en évitant que le polluant aquatique et/ou l’organisme vivant ne soit libéré involontairement du corps central.
Selon une onzième caractéristique du premier aspect de l’invention, l’embout comprend une seconde ouverture annexe refermable.
Selon une douzième caractéristique du premier aspect de l’invention, le dispositif d’analyse comprend au moins deux modules de corps central montés en série par emboitement de leur extrémité complémentaire et comprend également un premier embout disposé à l’extrémité du premier module de corps central et un second embout disposé à l’extrémité du dernier module de corps central.
Un deuxième aspect de l’invention concerne une utilisation d’un dispositif d’analyse défini selon le premier aspect de l’invention, pour l’étude comportementale d’au moins un polluant aquatique et/ou d’au moins un organisme vivant en milieu aquatique ouvert.
Cette utilisation se caractérise en ce que les embouts du dispositif d’analyse comportent chacun au moins une ouverture définissant un dispositif d’analyse monté en circuit ouvert, l’embout et la première extrémité du module de corps central constituant une arrivée d’eau alors que l’embout et la seconde extrémité du module de corps central constitue une sortie de l’eau qui s’écoule au travers du corps central, chaque extrémité pouvant être équipée directement ou indirectement d’un filtre choisi en fonction des dimensions du polluant aquatique et/ou des dimensions de l’organisme vivant de façon à fournir un milieu aquatique ouvert au sein du dispositif d’analyse, le polluant aquatique et/ou l’organisme vivant ne pouvant s’échapper du dispositif d’analyse.
Par ailleurs un troisième aspect de l’invention a trait à une utilisation d’un dispositif d’analyse défini selon le premier aspect de l’invention, pour l’étude comportementale d’au moins un polluant aquatique et/ou d’au moins un organisme vivant en milieu aquatique fermé.
Le troisième aspect de l’invention se caractérise en ce que le dispositif d’analyse comprend un corps central et au moins un embout fermé, et de préférence, le dispositif d’analyse comprend un corps central et deux embouts fermés, de sorte à générer un milieu aquatique fermé au sein du dispositif d’analyse.
Les utilisations selon le deuxième et le troisième aspect de l’invention permettent ainsi de reproduire un milieu aquatique naturel ex situ afin d’étudier le comportement d’un polluant aquatique et/ou un organisme vivant dans ce milieu aquatique naturel. En effet, la chambre d’analyse permet de reproduire un milieu aquatique bénéficiant des conditions naturelles tant physico-chimiques que microbiologiques.
Selon le deuxième ou le troisième aspect de l’invention, l’organisme vivant peut correspondre à au moins une colonie de bactéries se développant au sein d’un biofilm recouvrant une plaque de matériau plastique qui constitue un polluant aquatique.
Alternativement, le deuxième et le troisième aspect de l’invention permettent d’étudier le comportement métabolique d’un organisme vivant en présence d’un polluant aquatique. Dans ce contexte, l’utilisation se caractérise en ce qu’un organisme vivant aquatique est disposé dans le module de corps central du dispositif d’analyse, le dispositif d’analyse comportant au moins une voie auxiliaire et au moins un élément auxiliaire, l’élément auxiliaire étant choisi parmi la liste suivante : une source d’alimentation en nutriments, une source d’alimentation en polluants, une source d’alimentation en air, une source d’alimentation en dioxygène, un instrument de mesure, ou une association de ces éléments.
Selon l’invention, le dispositif d’analyse peut comporter au moins une voie auxiliaire et au moins un élément auxiliaire, l’élément auxiliaire étant choisi parmi la liste suivante : une source d’alimentation en nutriments, une source d’alimentation en polluants, une source d’alimentation en air, une source d’alimentation en dioxygène, un instrument de mesure, ou une association de ces éléments.
Selon l’invention, le dispositif d’analyse peut comprendre au moins deux modules de corps central montés en série et deux embouts respectivement disposés à l’extrémité du premier module et à l’extrémité du dernier module, le dispositif d’analyse étant suspendu à des moyens de support via des moyens d’accrochage, l’eau s’écoulant au travers du dispositif d’analyse via des moyens d’alimentation.
Le dispositif d’analyse peut être utilisé en position horizontale ou verticale.
DESCRIPTION GENERALE DES FIGURES
D’autres particularités et avantages apparaitront dans la description détaillée qui suit, d’un exemple de réalisation, non limitatif, de l’invention illustré par les figures 1 à 9 placées en annexe et dans lesquelles :
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
La présente invention a trait à un dispositif d’analyse 1 pour étudier le comportement de polluants aquatiques et/ou d’un organisme vivant en milieu aquatique ex situ. Le dispositif d’analyse selon l’invention contribue à la reproduction d’un milieu aquatique naturel dans un environnement de laboratoire.
A cet effet, le dispositif d’analyse comprend un corps central 2. Le corps central 2 est configuré pour contenir un polluant aquatique et/ou un organisme vivant de taille déterminée. Pour cela, le corps central 2 comprend au moins un module 2a de corps central 2. Le module 2a est creux de sorte à contenir un polluant et/ou un organisme vivant. De fait, le corps central 2 définit une chambre d’analyse d’un polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant. Bien entendu, les dimensions du module 2a de corps central 2 sont déterminées en fonction du polluant aquatique et/ou de l’organisme vivant qui doit être étudié.
Comme illustré aux figures 1 à 4, le module 2a de corps central 2 est délimité par au moins une paroi périphérique 3. Dans cet exemple, le module 2a de corps central 2 s’étend longitudinalement selon un axe longitudinal A-A. Le module 2a de corps central 2 possède une première extrémité 4a et une seconde extrémité 4b. Les deux extrémités 4a, 4b sont opposées l’une de l’autre. Ici, les deux extrémités 4a, 4b délimitent longitudinalement le module 2a de corps central 2 selon l’axe longitudinal A-A. A titre indicatif, le module 2a de corps central 2 peut s’étendre longitudinalement selon un axe parallèle à l’axe A-A sur une distance longitudinale comprise entre 5 cm et 50 cm, de préférence, cette distance longitudinale est comprise entre 8 cm et 25 cm. Il est à noter que la distance longitudinale définit la longueur du module 2a de corps central 2. De même, le module 2a de corps central 2 peut s’étendre selon un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal A-A selon une distance transversale comprise entre 1 cm et 10 cm, De préférence, la distance transversale est comprise entre 3 cm et 7 cm. Il est à noter que la distance transversale définit la largeur du module 2a de corps central 2. Lorsque le module 2a de corps central 2 est constitué d’un cylindre le diamètre du module 2a de corps central 2 correspond à la distance transversale.
Ici, le module 2a de corps central 2 est constitué par un cylindre. Néanmoins, selon l’invention le module 2a de corps central 2 peut prendre toutes autres formes tridimensionnelles susceptibles de contenir un polluant et/ou un organisme vivant. A titre, indicatif, le module 2a de corps central 2 pourrait prendre une forme sphérique, pyramidale, cubique, conique etc.
Comme illustré à la , le module 2a de corps central 2 comprend à ses deux extrémités 4a, 4b une portion de connexion 5.
Le dispositif d’analyse 1, tel qu’illustré dans les figures 1 à 4, comprend également au moins deux embouts 6a, 6b de fermeture. Le premier embout 6a est configuré pour coopérer au moins avec la première extrémité 4a du module 2a de corps central 2 qui est équipée d’une portion de connexion 5. A ces fins, le premier embout 6a comprend une section de connexion 7. Cette section de connexion 7 est configurée pour coopérer avec la portion de connexion 5 de la première extrémité 4a du module 2a de corps central 2. De plus, le premier embout 6a est ouvert et comprend une ouverture 8 ou le premier embout est fermé et forme un bouchon 9. Que ce soit l’ouverture 8 ou le bouchon 9, leur disposition est opposée à la section de connexion 7. L’ouverture 8 ou le bouchon 9 définissent respectivement une extrémité 10 du dispositif d’analyse 1.
Avantageusement, le premier embout 6a est monté amovible de la première extrémité 4a du module 2a de corps central 2. Ce caractère amovible contribue à l’insertion et au retrait d’un polluant et/ou d’un organisme vivant au sein de la chambre d’analyse définie par le corps central 2.
A titre indicatif, l’embout 6a, 6b peut s’étendre longitudinalement selon un axe parallèle à l’axe A-A sur une distance comprise entre 2 cm et 25 cm, définissant la longueur de l’embout 6. De préférence, la longueur de l’embout 6a, 6b est comprise entre 4 cm et 15 cm. De même, l’embout 6 peut s’étendre selon un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal A-A selon une distance comprise entre 1 cm et 10 cm, définissant la largeur et dans le cas d’un module 2a de corps central 2 cylindrique le diamètre de l’embout 6a, 6b. De préférence, le diamètre de l’embout 6a, 6b est compris entre 3 cm et 7 cm. De plus, La largeur de l’ouverture de l’embout 6a, 6b est comprise entre 0.1 cm et 3 cm, de préférence entre 0.3 cm et 1,5 cm.
De plus, comme cela est illustré aux figures 1 à 4, le dispositif d’analyse 1 comprend un second embout 6b. Le second embout 6b est disposé de manière amovible au niveau de la seconde extrémité 4b du module 2a de corps central 2. Le second embout 6b est configuré comme le premier embout 6a. D’une part, le second embout 6b comporte une section de connexion 7 complémentaire de la portion de connexion 5 de la seconde extrémité 4b du module 2a de corps central 2. D’autre part, le second embout 6b est ouvert et comporte une ouverture 8 ou le second embout 6b est fermé et forme un bouchon 9. L’ouverture 8 ou le bouchon 9 du second embout 6b constitue une extrémité 10 du dispositif d’analyse 1.
Dans l’exemple illustré aux figures 1 et 2, le dispositif d’analyse 1 est équipé de deux embouts 6a, 6b qui comportent respectivement une ouverture 8. Cette ouverture 8 est ménagée à l’extrémité d’une aiguille creuse 11. Cette aiguille creuse 11 est disposée dans le prolongement d’une paroi voutée 12 qui définit une extrémité 10 de l’embout et du dispositif d’analyse 1. Selon cette configuration, le dispositif d’analyse 1 comprend deux extrémités 10 ouvertes définies par deux embouts 6a, 6b amovibles équipés d’une ouverture 8. Lorsque les deux embouts 6a, 6b comportent respectivement une ouverture 8, le dispositif d’analyse 1 peut être placé en circuit ouvert. Une extrémité 10 du dispositif d’analyse 1 constitue alors une arrivée d’un flux liquide alors que l’autre extrémité 10 constitue la sortie d’un flux de fluide. Le flux de fluide circule alors en continu au travers du dispositif d’analyse 1.
Dans un exemple de réalisation illustré à la , au moins un embout (6a, 6b) du dispositif d’analyse 1 est équipé d’une seconde ouverture annexe 27. Cette seconde ouverture annexe 27 est ménagée à l’extrémité d’une aiguille creuse 28 disposée sur la paroi voutée 12. La seconde ouverture annexe 27 est refermable par un bouchon vissé muni d’un septum 29. Cette ouverture annexe 27 permet d’éviter les problèmes de surpression lors des étapes d’ajustement du volume d’eau, notamment quand le dispositif d’analyse 1 est disposé en position verticale. En effet, en ouvrant le bouchon 29 de l’ouverture annexe 27, cela crée un appel d’air qui permet de faire remonter l’eau au sein du dispositif d’analyse 1 et donc de maintenir l’ensemble du dispositif d’analyse 1 totalement en eau.
Dans un autre exemple de réalisation illustré à la , la seconde ouverture annexe 27 est ménagée sur l’aiguille creuse 11 dans un axe sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal de l’aiguille creuse 11. Un raccord tel qu’un raccord tubulaire en verre borosilicaté peut être disposé en sortie de la seconde ouverture 27, afin d’éviter l’accumulation de particules solides, par exemple dans le cas où le polluant est sous forme de particules flottantes.
Il est à noter que dans l’exemple de la , le premier embout 6a comporte une ouverture 8 alors que le second embout 6b forme un bouchon 9. Ici, le bouchon 9 correspond à la paroi voutée 12 de l’extrémité 10 du second embout 6b. Dans ce cas, la paroi voutée 12 est fermée. Le bouchon 9 peut également prendre une forme plane. Lorsque le dispositif d’analyse 1 comporte un bouchon 9 à un embout 6, ce dernier est alors configuré en milieu fermé, le flux de fluide, étant alors stagnant ou renouvelé au travers de l’embout 6a comportant l’ouverture 8. Selon cette configuration, le dispositif d’analyse 1 comporte une extrémité 10 fermée, une extrémité 10 ouverte et au moins un embout 6a, 6b amovible. Cette configuration permet de fournir une chambre d’analyse reproduisant un milieu aquatique fermé.
De manière générale, la section de connexion 7 du premier embout 6a est complémentaire de la portion de connexion 5 de la première extrémité 4a du module 2a de corps central 2. En particulier, la section de connexion 7 coopère avec la portion de connexion 5 par emboitement. Ces caractéristiques sont transposables à la coopération entre le second embout 6b et la seconde extrémité 4b du module 2a de corps central 2.
En vue d’une coopération par emboitement, chaque portion de connexion 5 du module 2a de corps central 2 peut comporter un organe mâle ou organe femelle. En parallèle, chaque section de connexion 7 de chaque embout 6a, 6b comporte un organe mâle ou organe femelle. Bien entendu, chaque organe mâle est complémentaire d’un organe femelle. Ceci afin que chaque portion de connexion 5 du module 2a de corps central 2 soit complémentaire d’une section de connexion 7 d’un embout 6a, 6b.
Comme illustré aux figures 1 à 4, de préférence, une extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2 est équipée d’un organe mâle alors que l’autre extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2 est équipée d’un organe femelle. Ici, la première extrémité 4a est équipée d’un organe femelle alors que la seconde extrémité 4b est équipée d’un organe mâle. Cette configuration inversée des extrémités 4a, 4b permet de connecter directement en série deux modules 2a de corps central 2 par emboitement de leur extrémité 4a, 4b complémentaire. Par voie de faits, le premier embout 6a possède un organe mâle alors que le second embout 6b comporte un organe femelle. Il est tout à fait possible d’inverser la configuration des extrémités 4a, 4b du module 2a de corps central 2 et des extrémités 10 des embouts 6a, 6b. Comme illustré à la , le dispositif d’analyse 1 peut comporter plusieurs modules 2a de corps central 2 montés en série. Ceci permet de vérifier la reproductibilité des analyses ou de réaliser une étude sur plusieurs organismes vivants différents ou de même type ou sur plusieurs polluants aquatiques différents ou de même type.
Dans cet exemple, l’organe mâle et l’organe femelle sont de types tronconiques. L’organe mâle présentant des dimensions légèrement inférieures à celles de l’organe femelle aux vues d’un emboitement. Le caractère tronconique contribue à un centrage parfait et rapide de l’organe mâle par rapport à l’organe femelle.
Le dispositif d’analyse 1 peut être utilisé en position horizontale ou en position verticale. Dans un exemple d’utilisation non limitatif tel qu’illustré à la , plusieurs modules 2a de corps central 2 sont montés en série et en position verticale formant un système d’analyse. Plusieurs systèmes d’analyse peuvent être suspendus à des moyens de support tel qu’une potence. Dans ce cas, le système décrit comporte des moyens d’accrochage ainsi que des moyens d’alimentation avec un ou des répartiteurs. Ces moyens d’alimentation correspondent aux moyens de recirculation de l’eau, plus précisément aux conduits d’admission 25. Préférentiellement, les conduits d’admission 25 de l’eau sont choisis dans des matériaux inertes.
Comme illustré dans les figures 1 à 4, le dispositif d’analyse 1 comprend encore un moyen de réception 130 qui est prévu apte à assurer l’immobilisation d’un filtre 13. Le moyen de réception 130 est disposé à une extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2. Le moyen de réception 130 peut également être disposé au niveau de l’embout 6a, 6b.
Comme illustré aux figures 1 à 3, le moyen de réception 130 comprend au moins un épaulement interne 14 disposé entre la portion de connexion 5 d’une extrémité 4a, 4b et le module 2a de corps central 2. L’épaulement interne 14 assure une liaison entre le module 2a de corps central 2 et ladite extrémité 4a, 4b. Ici, la première extrémité 4a du module 2a de corps central 2 porte l’épaulement interne 14.
Alternativement, le dispositif d’analyse 1 peut comprendre au moins un épaulement interne 14 disposé au niveau d’un embout 6a, 6b. En particulier dans cette configuration, l’épaulement interne 14 est disposé entre la section de connexion 7 et l’extrémité 10 de l’embout 6a, 6b. L’épaulement interne 14 constitue un support à un filtre 13.
Dans une variante de l’invention telle qu’illustrée dans l’ exemple de la , le dispositif d’analyse 1 comporte au moins un filtre 13. Dans ce cas, la fonction du filtre 13 est de laisser circuler un flux de fluide au travers du dispositif d’analyse 1 tout en évitant que le polluant ne s’échappe du module 2a de corps central 2. A cet effet, le filtre 13 comporte des pores dont les dimensions sont inférieures aux dimensions de l’organisme vivant et/ou aux dimensions d’un polluant contenu dans le module 2a de corps central 2. Ce filtre 13 est amovible du dispositif d’analyse 1. Le caractère amovible du filtre 13 donne un accès facile au module 2a de corps central 2 par exemple pour introduire et/ou extraire le polluant et/ou l’organisme vivant d’intérêt.
Plus précisément, le filtre 13 est disposé au niveau du moyen de réception 130. Il est ainsi disposé à une jonction entre une extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2 et l’embout 6a, 6b avec lequel ladite extrémité 4a, 4b coopère.
Afin que le filtre 13 soit maintenu en position, il est préférable d’utiliser l’extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2 qui porte l’épaulement interne 14 en tant qu’’arrivée de flux de fluide. En parallèle, en circuit ouvert, l’embout 6a ,6b constituant la sortie du flux de fluide porte également un épaulement interne 14 supportant un filtre 13. Plus généralement, pour que l’épaulement interne 14 constitue un support à un filtre 13 amovible, il doit nécessairement exercer une réaction opposée au sens de circulation du flux de fluide. Comme illustré dans la , un second filtre 13 peut également être disposé à la jonction entre la seconde extrémité 4b du module 2a de corps central 2 et le second embout 6b amovible.
Comme illustré aux figures 1, 2 et 4, le dispositif d’analyse 1 comprend également des moyens d’étanchéité 15. Ces moyens d’étanchéité 15 sont disposés à une jonction entre une extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2 et un embout 6a, 6b coopérant avec ladite extrémité 4a, 4b. Les moyens d’étanchéité 15 permettent de fermer hermétiquement le dispositif d’analyse 1 au niveau de la jonction entre une extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2 et un embout 6a, 6b. Les moyens d’étanchéité 15 comprennent au moins un organe d’étanchéité et une gorge 17. Ici, l’organe d’étanchéité est configuré pour former une liaison hermétique par compression dans la gorge 17. En ce sens, l’organe d’étanchéité 16 peut être constitué par un joint torique.
Dans cet exemple, la gorge 17 est ménagée entre le module 2a de corps central 2 et une portion de connexion 5 d’une extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2. Ici, cette portion de connexion 5 forme un organe mâle. De même, un embout 6a, 6b dont la section de connexion 7 est de type mâle, peut porter une gorge 17. Dans ce cas, la gorge 17 est ménagée entre la section de connexion 7 et l’extrémité 10 de l’embout 6a, 6b. Dans les deux cas, la gorge 17 est formée par deux épaulements externes 18 disposés à une distance déterminée l’un de l’autre. Les deux épaulements externes 18 sont ménagés sur une paroi extérieure du module 2a de corps central 2 ou alternativement sur une paroi extérieure d’un embout 6a, 6b. Il est à noter que la gorge 17 peut également comprendre un rétrécissement de la paroi du module 2a de corps central 2 ou de la paroi de l’embout 6a, 6b entre les deux épaulements externes 18.
En pratique, dans l’exemple de la , la seconde extrémité 4b du module 2a de corps central 2 et le premier embout 6a qui, constituent respectivement un organe mâle, portent une gorge 17 et un organe d’étanchéité.
De plus, les moyens d’étanchéité 15 peuvent comprendre une couronne de compression 19. La couronne de compression 19 est configurée pour comprimer l’organe d’étanchéité dans la gorge 17. Cette couronne de compression 19 est montée sur le dispositif d’analyse 1. Plus précisément, la couronne de compression 19 est montée dans la gorge 17. La couronne de compression 19 est mobile entre une position de compression et une position de retrait. Comme illustré dans les figures 5 et 6, en position de compression, la couronne de compression 19 comprime l’organe d’étanchéité afin d’assurer une fermeture hermétique du dispositif d’analyse 1. En position de retrait, l’utilisateur peut ouvrir le dispositif d’analyse 1 pour introduire ou extraire le polluant et/ou l’organisme vivant à étudier.
Selon l’invention, la gorge 17 peut être située sur l’embout 6a, 6b ou à la jonction entre l’extrémité 4a, 4b et le module 2a de corps central 2. En pratique, la couronne de compression 19 est constituée par un cylindre ouvert dont une extrémité comporte un anneau 20 pris dans la gorge 17. L’anneau 20 de la couronne de compression 19 est configuré pour comprimer l’organe d’étanchéité contre un épaulement externe 18 de la gorge 17.
Les moyens d’étanchéité 15 peuvent aussi comprendre un premier filetage 21 ménagé sur une paroi externe d’un organe femelle. Cet organe femelle est complémentaire d’un organe mâle portant la gorge 17, l’organe d’étanchéité, la couronne de compression 19 et l’anneau 20 de cette couronne de compression 19. De fait, le premier filetage 21 peut être ménagé sur une paroi externe de la portion de connexion 5 d’une extrémité 4a, 4b de type organe femelle, ou bien, sur une paroi externe de la section de connexion 7 de l’embout 6a, 6b (voir ). Le premier filetage 21 permet de maintenir la couronne de compression 19 en position de compression. Pour cela, la couronne de compression 19 comprend un filetage interne complémentaire du premier filetage 21.
Il est à noter que les moyens d’étanchéité 15 peuvent également comprendre une rondelle de serrage 22 prise dans la gorge 17. La rondelle de serrage 22 comporte une première section annulaire coopérant avec la couronne de compression 19. La rondelle de serrage 22 comprend une seconde section annulaire 220 solidaire de la première section annulaire. La seconde section annulaire 220 possède un diamètre plus grand que la première section annulaire. En position de compression de la couronne de compression 19, la première section annulaire se glisse entre la couronne de compression 19, l’organe d’étanchéité et le fond de la gorge 17. Dans cette position de compression, la seconde section annulaire 220 est alors plaquée contre l’anneau 20 de la couronne de compression 19. Cette situation est illustrée à la , l’effort de compression appliqué par la couronne de compression 19 est schématisé par une flèche. Il est à noter que dans cette situation, la couronne de compression 19 est engagée avec le filetage 21 de la section de connexion 7 de l’embout 6a, 6b, et la rondelle de serrage 22 est partiellement insérée dans l’espace annulaire entre la couronne de compression 19 et la paroi périphérique 3 de l’extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2.
Par ailleurs, lorsque la couronne de compression 19 passe de sa position de compression à sa position de retrait, la rondelle de serrage 22 prend appui sur le deuxième épaulement externe 18 de la gorge 17 afin de déboiter l’embout 6a, 6b de l’extrémité 4a, 4b du module 2a de corps central 2. Le contact entre la rondelle de serrage 22 et l’épaulement externe 18 se fait au travers de la seconde section annulaire 220. La illustre l’effort appliqué par la rondelle de serrage 22, au travers d’une flèche, sur le deuxième épaulement externe 18 de la gorge 17. Il est à noter que dans cette situation, la couronne de compression 19 est désengagée du filetage 21 de la portion de connexion 5.
Les moyens d’étanchéité 15 permettent ainsi de connecter par emboitement le module 2a de corps central 2 aux embouts 6a, 6b amovibles en assurant l’étanchéité du dispositif d’analyse 1.
Comme illustré sur la , les moyens d’étanchéité 15 permettent également de connecter par emboitement un premier module 2a de corps central 2 à un deuxième module 2a de corps central 2 au travers des extrémités (4a, 4b) de chaque module 2a de corps central 2 tout en assurant l’étanchéité du dispositif d’analyse 1.
Comme illustré sur les figures 1 à 4, le dispositif d’analyse 1 comporte au moins une voie auxiliaire 23. La voie auxiliaire 23 s’étend depuis la paroi périphérique 3 du module 2a de corps central 2 vers une extrémité libre. A la , le dispositif d’analyse 1 comporte deux voies auxiliaires 23. Ici, les deux voies auxiliaires 23 sont parallèles l’une à l’autre. Toutefois, il est tout à fait possible qu’une première voie auxiliaire 23 s’étende d’un premier côté du module 2a de corps central 2 alors que la seconde voie auxiliaire 23 s’étend d’un second côté du module 2a de corps central 2.
Selon l’invention, la voie auxiliaire 23 est constituée par un conduit dont la lumière communique avec la lumière du module 2a de corps central 2. De fait, la voie auxiliaire 23 est adaptée à être connectée à un élément auxiliaire choisi parmi la liste suivante : une source d’alimentation en nutriments, une source d’alimentation en polluants, une source d’alimentation en air, une source d’alimentation en dioxygène, un instrument de mesure, ou une association de ces éléments. Ainsi, il est possible de réguler l’apport en nutriments du milieu au sein du dispositif d’analyse 1, tant en quantité qu’en choix de nutriments. De même, le milieu peut être alimenté en divers polluants liquides ou solides choisis et en quantité déterminée. Il est également possible de contrôler un apport en air ou en dioxygène selon le même principe. Ceci permet à l’utilisateur de contrôler, réguler et étudier l’influence de divers paramètres sur le comportement de polluants aquatiques et/ou d’un organisme vivant en milieu aquatique au sein du dispositif d’analyse 1. La voie auxiliaire 23 permet également d’insérer un instrument de mesure au sein du module 2a de corps central 2. Ceci permet d’effectuer la mesure de données comportementales du polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant.
Le dispositif d’analyse 1 peut également comporter une pompe par exemple de type péristaltique. A titre indicatif, la pompe peut permettre d’acheminer des nutriments, de l’air ou autre depuis une source vers le corps central 2 du dispositif d’analyse 1. En ce sens, la pompe peut être intercalée entre le corps central 2 et la source de nutriment, d’alimentation en polluant, d’air etc. qui sont introduits par la ou les voies auxiliaires 23 au moyen d’une pompe péristaltique.
En outre, la voie auxiliaire 23 permet d’ajouter ou de prélever dans le module 2a de corps central 2 des solutions liquides ou des gaz lors de la préparation de l’expérimentation ou en cours d’expérimentation, ceci de façon illimitée dans la durée.
Comme illustré aux figures 1, 2 et 4, la voie auxiliaire 23 peut comprendre une bague de serrage 24. La bague de serrage 24 est disposée à l’extrémité libre de la voie auxiliaire 23. La bague de serrage 24 permet de former une connexion étanche avec un élément auxiliaire tel que décrit précédemment ou un conduit d’acheminement. A cet effet, la bague de serrage 24 peut comprendre un organe d’étanchéité tel qu’un joint torique.
Comme illustré à la , le dispositif d’analyse 1 peut également comprendre un support 30 fixe ou amovible. Le support 30 est configuré pour supporter un polluant à l’état cohésif et/ou un organisme vivant. Le support 30 peut être fixe et formé par des picots ou vigreux intégrés au module 2a de corps central 2. Alternativement, le support 30 peut être amovible tel qu’une crépine ou un panier. Ce support 30 peut prendre la forme d’un croisillon. Selon l’invention, et comme illustré à la , le support 30 peut être situé entre le module 2a de corps central 2 et la gorge 17 du module 2a de corps central 2.
A titre indicatif, le polluant aquatique placé dans la chambre d’analyse peut être un matériau plastique. Il est alors possible d’étudier la biodégradabilité de ce polluant par les microorganismes aquatiques.
Afin d’éviter toutes perturbations de l’étude que l’on souhaite mener dans le dispositif d’analyse 1, il est préférable que le matériau utilisé pour constituer le corps central 2, les embouts 6a, 6b, la voie auxiliaire 23 et le support 30 soit inerte biologiquement et chimiquement. A cet effet, le corps central 2, les embouts 6a, 6b, les voies auxiliaires 23 et le support 30 tels que décrits par l’invention et illustrés par les figures 1 à 4 sont réalisés en verre. Le verre utilisé est de préférence du verre borosilicaté. En effet, l’utilisation du verre permet également de résister à la corrosion induite par la présence de polluants et par la salinité de l’eau dans le cadre d’une utilisation du dispositif d’analyse 1 en eau marine ou eau saumâtre.
Dans une autre réalisation préférentielle de l’invention, l’organisme vivant positionné dans le corps central 2 est un organisme vivant supérieur tel qu’une moule. En effet, la moule est utilisée comme une espèce bioindicatrice de la bioaccumulation de polluants. La présence à la fois de l’espèce bioindicatrice et d’un polluant aquatique déterminé et choisi dans le dispositif d’analyse 1 permet d’analyser la bioassimilation et l’élimination du polluant par l’organisme vivant.
L’invention se rapporte également à une utilisation du dispositif d’analyse 1 pour l’étude comportementale d’au moins un polluant aquatique et/ou d’au moins un organisme vivant dans un milieu aquatique.
Pour cela, le dispositif d’analyse 1 peut être utilisé notamment selon deux modes de fonctionnement : en milieu ouvert ou en milieu fermé.
En milieu ouvert, les embouts 6a, 6b du dispositif d’analyse 1 comportent respectivement une extrémité 10 ouverte. Les deux extrémités 10 ouvertes définissent un dispositif d’analyse 1 monté en circuit ouvert. Dans ce contexte, un premier embout 6a et une première extrémité 4a du module de corps central 2 constituent une arrivée d’eau alors qu’un second embout 6b et une seconde extrémité 4b du module 2a de corps central 2 constituent une sortie de l’eau qui s’écoule au travers du corps central 2. Il est à noter que l’arrivée d’eau du dispositif d’analyse 1 peut être alimentée par une pompe qui puise de l’eau dans un milieu naturel déterminé. Le dispositif d’analyse 1 est alors placé dans un laboratoire situé à proximité de ce milieu naturel. Ceci permet de reproduire, en laboratoire, des conditions aquatiques d’un milieu naturel tel que la méditerranée, un lagon océanique, une lagune salée, un lac d’eau douce, ou une rivière, un fleuve.
Dans ce contexte, le dispositif d’analyse 1 s’intègre dans un système d’analyse d’un polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant. Comme illustré à la , ce système d’analyse comprend un conduit d’admission 25 dont une extrémité libre est disposée au sein d’un milieu naturel. L’extrémité libre du conduit d’admission 25 peut également être disposée dans un bac ou réservoir d’eau reproduisant le milieu naturel à étudier. L’extrémité libre constitue une bouche d’admission d’eau issue du milieu naturel. Le conduit d’admission 25 est relié à l’arrivée d’eau du dispositif d’analyse 1. Le système comporte une pompe qui est configurée pour projeter l’eau prélevée dans le milieu naturel au travers du conduit d’admission 25 et du dispositif d’analyse 1. Il est à noter que la bouche d’admission et/ou le conduit d’admission 25 peuvent comprendre des grilles et des filtres afin d’éviter que des débris aquatiques ou des organismes vivants ne soit aspirés du milieu naturel. En sortie du dispositif d’analyse 1, le système d’analyse comprend un conduit de rejet 26 de l’eau ayant traversée le dispositif d’analyse 1. Le conduit de rejet 26 achemine l’eau utilisée pour générer le milieu aquatique dans le dispositif d’analyse 1 vers le milieu naturel ou un réservoir ou autre.
Lorsqu’un dispositif d’analyse 1 comprend un seul module 2a de corps central 2, un embout 6a, 6b est monté sur chaque extrémité 4a, 4b du corps central 2. De fait, chaque extrémité 4a, 4b peut être équipée directement ou indirectement d’un filtre 13 comme cela a été décrit précédemment. En complément, le filtre 13 est choisi en fonction des dimensions du polluant aquatique et/ou des dimensions de l’organisme vivant que l’on souhaite étudier. De préférence, les pores du filtre 13 sont sélectionnés de façon à ce que leur diamètre soit inférieur aux dimensions du polluant aquatique et/ou des dimensions de l’organisme vivant. Ainsi, il est possible de fournir un milieu aquatique ouvert duquel le polluant aquatique et/ou l’organisme vivant ne peut s’échapper.
Comme illustré à la , le dispositif d’analyse 1 peut comprendre deux ou plusieurs modules 2a de corps central 2 montés en série et fonctionner en milieu ouvert. Selon cette configuration, les modules 2a de corps central 2 sont aboutés au travers des extrémités 4a, 4b de chaque module 2a de corps central 2 comme décrits précédemment. Selon cette configuration, un filtre 13 peut être disposé au niveau du moyen de réception 130 à l’entrée de chaque module 2a de corps central 2 monté en série, le dernier module 2a de corps central 2 pouvant comporter également un filtre 13 au niveau du moyen de réception 130 au niveau de son extrémité de sortie, cette extrémité de sortie correspondant au second embout 6b. L’ordre des modules 2a de corps central 2 de chaque dispositif d’analyse 1 est déterminé par le sens de circulation du flux d’eau. Dans l’exemple illustré à la , le dispositif d’analyse 1 comporte deux modules 2a de corps central 2 aboutés respectivement au travers d’une de leurs extrémités 4a, 4b. Le premier embout module 2a de corps central 2 est relié à un premier flexible au travers de son arrivée d’eau. Le premier flexible constitue le conduit d’admission 25 d’eau. A l’inverse, le second module 2a de corps central 2 est relié à un second flexible au travers de sa sortie d’eau. Le second flexible constitue quant à lui le conduit de rejet 26 d’eau.
Comme cela a été précédemment décrit, l’utilisation du ou des dispositifs d’analyse 1 peut être en position horizontale ou en position verticale. Comme illustré à la , plusieurs dispositifs d’analyse 1 peuvent être utilisés en position verticale. Les dispositifs d’analyse 1 comportent plusieurs modules 2a de corps central 2 montés en série. Les dispositifs d’analyse 1 sont suspendus à des moyens de support tel qu’une potence via des moyens d’accrochage. Les dispositifs d’analyse 1 sont alimentés au travers de leurs arrivées d’eau par des conduits d’admission 25 d’eau et sont reliés au travers de leurs sorties d’eau à des conduits de rejet 26 d’eau. Un répartiteur peut également être disposé au niveau des moyens d’alimentation.
La pompe du système permet de contrôler le débit d’eau prélevée dans le milieu naturel ou dans le réservoir et injectée dans le ou les dispositifs d’analyse 1. A titre indicatif, le débit de l’eau est estimé entre 50 mL/heure et 900 mL/heure, préférentiellement entre 200 mL/heure et 600 mL/heure. Ce débit de l’eau permet de reproduire les flux d’eau naturels. Le système d’analyse est dit ouvert, il implique une circulation d’eau au sein du dispositif d’analyse 1 qui reproduit les conditions environnementales naturelles du comportement de polluants aquatiques ou d’organismes vivants. Ce système d’analyse ouvert permet par exemple d’étudier la biodégradation de polluants aquatiques comme une plaque de plastiques ou encore la manière dont un organisme vivant assimile ou accumule un polluant aquatique et/ou la manière dont cet organisme vivant dégrade ou évacue un polluant aquatique. Ce type de phénomène est appelé la bioassimilation ou la bioaccumulation, elle peut être mesurée pour des polluants tels que les métaux lourds, les particules de plastiques etc. Il est aussi possible de mesurer la toxicité d’un polluant au travers d’instrument adapté qui rentre en interaction avec le corps central 2 au travers d’une voie auxiliaire 23.
Lorsque le dispositif d’analyse 1 est utilisé en milieu fermé, le dispositif d’analyse 1 comprend au moins une extrémité fermée. De préférence, le dispositif d’analyse 1 comprend deux extrémités fermées. La fermeture du milieu contribue à générer un milieu aquatique fermé ou semi fermé au sein du dispositif d’analyse 1. Ce mode d’utilisation du dispositif d’analyse 1 est utile lorsque l’on cherche à étudier des nanoparticules. Par exemple, la biodégradation du plastique par des bactéries en milieu aqueux libère des nanoparticules de plastique. Or, dans une utilisation en mode ouvert du dispositif d’analyse 1 les nanoparticules ne sont pas retenues par les pores des filtres, il n’est donc pas possible de les étudier.
En milieu fermé, il est possible de reproduire un milieu aquatique naturel par prélèvement d’une quantité déterminée d’eau dans ce milieu. Comme pour le milieu ouvert, ce prélèvement peut être opéré par un conduit d’admission 25 dont la bouche d’admission est immergée dans le milieu aquatique naturel. Une pompe et un système de vanne peut permettre de contrôler la quantité d’eau introduite initialement dans le dispositif d’analyse 1, le polluant et/ou l’organisme vivant d’intérêt pouvant être introduit avant ou après l’introduction de l’eau.
Cependant afin de reproduire des conditions naturelles, il est nécessaire d’oxygéner l’eau comprise dans le dispositif d’analyse 1. Dans ce contexte, une voie auxiliaire 23 du dispositif d’analyse 1 peut être utilisée pour oxygéner l’eau contenue dans le dispositif d’analyse 1. Par exemple, la voie auxiliaire 23 peut être branchée sur un bassin d’oxygénation, l’eau étant renouvelée au travers d’une pompe. C’est pour cela que l’on peut parler de milieu semi-fermé. La pompe peut être choisie de type péristaltique comme décrit précédemment. Il est également possible d’utiliser un bulleur d’oxygène branché directement sur la voie auxiliaire 23. Le bassin d’oxygénation et le bulleur à oxygène constitue dans ce cas une source d’oxygénation.
Dans l’exemple de la , le dispositif d’analyse 1 comporte deux modules 2a de corps central 2 montés en série et fonctionnant en milieu fermé. Selon cette configuration, les dispositifs d’analyse 1 sont aboutés au travers de deux de leurs extrémités 4a, 4b comme décrit précédemment. Dans cet exemple, le premier module 2a de corps central 2 est abouté au travers de la seconde extrémité 4b du premier module 2a de corps central 2 au second module 2a de corps central 2 au travers de la première extrémité 4a du second module 2a de corps central 2. De plus, le premier module 2a de corps central 2 est abouté au travers d’une première extrémité 4a à un premier embout 6a comportant une ouverture 8. A l’inverse, le second module 2a de corps central 2 est abouté au travers d’une seconde extrémité 4b à un second embout 6b formant un bouchon 9.
Dans le cadre de l’exemple décrit de la , un filtre 13 est disposé à l’entrée de chaque module 2a de corps central 2 monté en série, le second embout 6b comportant également un filtre 13. L’ordre des modules 2a de corps central 2 de chaque dispositif d’analyse 1 est déterminé par le sens d’admission d’eau dans le dispositif d’analyse 1. Un module 2a de corps central 2 comporte au moins une voie auxiliaire 23, et dans l’exemple illustré à la , chaque module 2a de corps central 2 comporte respectivement une voie auxiliaire 23.
Le dispositif d’analyse 1 peut également être utilisé pour étudier le comportement métabolique d’un organisme vivant en présence d’un polluant aquatique. En fonction de la nature de l’organisme vivant ou des paramètres que l’on souhaite mesurer, il est possible de travailler avec un ou plusieurs dispositifs d’analyse 1 en milieu fermé ou en milieu ouvert. Dans les deux cas, un organisme vivant aquatique est disposé dans le module 2a de corps central 2 du dispositif d’analyse 1. Le dispositif d’analyse 1 comporte au moins une voie auxiliaire 23 et au moins un élément auxiliaire. Dans ce cas, l’élément auxiliaire peut comprendre une source de polluant tel qu’un réservoir d’eau dans laquelle se trouve des nanoparticules de polluants en suspensions.
En utilisant des outils appropriés, il est possible d’évaluer la bioassimilation et/ou l’élimination d’un polluant inerte tel que des nanoparticules de plastique. Il est également possible d’évaluer la toxicité d’un polluant aquatique comme un métal lourd.
Le dispositif d’analyse 1 décrit et illustré dans les figures 1 à 4 est également utilisé pour l’étude de la bioassimilation et l’élimination de polluants aquatiques par un organisme vivant. L’organisme vivant sert de bioindicateur. A titre indicatif, une moule peut servir de bioindicateur. La moule étant un des coquillages qui filtre la plus grande quantité d’eau de mer, elle constitue un bon modèle pour étudier la bioassimilation et l’élimination de polluants aquatiques inertes tels qu’un matériau plastique. Ici, une moule est insérée au sein du dispositif d’analyse 1 et est immergée au sein du module 2a de corps central 2. Cette utilisation peut être réalisée en milieu ouvert ou en milieu fermé. L’apport en alimentation est de même réalisé au moyen de la voie auxiliaire 23 ou des voies auxiliaires 23. L’utilisation du dispositif d’analyse 1 permet ainsi d’analyser la quantité de polluant assimilée par l’organisme vivant au cours d’une période déterminée, mais aussi le temps d’élimination de cette quantité de polluants.
Il est également possible d’utiliser le dispositif d’analyse 1 pour étudier le comportement d’une colonie de bactéries pré-ensemencée au sein d’un biofilm bactérien sur un support tel qu’un matériau plastique. L’utilisation d’un dispositif d’analyse 1 tel que décrit par l’invention permet d’étudier l’évolution de la colonie de bactéries au cours du temps mais aussi la dégradation du matériau plastique en fonction de l’évolution de la colonie de bactéries.
De manière générale, un élément auxiliaire peut être choisi parmi la liste suivante : une source d’alimentation en nutriments, une source d’alimentation en polluants, une source d’alimentation en air, une source d’alimentation en dioxygène, un instrument de mesure, ou une association de ces éléments.
L’oxygénation et le nourrissage des organismes, ainsi que l’ajout de polluants ou tout autre élément solide ou liquide peuvent être opérés par l’utilisation d’au moins une voie auxiliaire 23 en combinaison avec au moins un élément auxiliaire. Bien entendu, les voies auxiliaires 23 peuvent être utilisées tant en milieu ouvert qu’en milieu fermé. Le système d’analyse peut également comporter une pompe tel que décrit précédemment qui est relié à une source en alimentation telle que nutriments, polluants, air ou dioxygène. Une voie auxiliaire 23 constitue également un accès facile au cœur de la chambre d’analyse pour insérer des instruments de mesure tels que des sondes pour quantifier les taux de dioxyde de carbone ou de dioxygène, des sondes de température, des sondes pour quantifier la teneur en divers éléments chimiques, ces exemples étant non limitatifs.
De plus, l’utilisation du dispositif d’analyse 1 en milieu fermé permet le contrôle et la régulation de l’apport en alimentation externe et ainsi de pouvoir évaluer l’influence d’un ajout d’un nutriment donné selon une quantité déterminée au cours du temps. Il en est de même pour un apport en dioxygène. Ces exemples d’apport en alimentation ne sont pas limitatifs.]
Claims (21)
- Dispositif d’analyse (1) d’un polluant aquatique et/ou d’un organisme vivant en milieu aquatique comprenant un corps central (2) et au moins deux embouts (6a, 6b) de fermeture, le corps central (2) définissant une chambre d’analyse, le corps central (2) étant configuré pour contenir un organisme vivant de taille déterminée et/ou un polluant aquatique, caractérisé en ce que :
- le corps central (2) comporte au moins un module (2a) de corps central (2) creux et délimité par au moins une paroi périphérique (3) comprenant chacun à ses extrémités (4a, 4b) une portion de connexion (5) configurée pour coopérer avec une section de connexion (7) d’un embout (6a, 6b) de fermeture et/ou une portion de connexion (5) d’un module (2a) adjacent, le module (2a) de corps central (2) étant monté amovible d’un module (2a) de corps central (2) adjacent et/ou amovible d’au moins un embout (6a, 6b) de fermeture;
- au moins un embout (6a, 6b) de fermeture est ouvert et comporte une ouverture (8), ou est fermé et forme un bouchon (9) ;
- le dispositif d’analyse (1) comprend des moyens d’étanchéité (15) disposés à une jonction entre l’extrémité (4a, 4b) du module (2a) de corps central (2) et l’embout (6a, 6b) et/ou entre l’extrémité (4a, 4b) du module (2a) de corps central (2) et l’extrémité (4a, 4b) du module (2a) de corps central (2) adjacent ;
- le dispositif d’analyse (1) comprend encore un moyen de réception (130) prévu apte à assurer l’immobilisation d’un filtre (13), le moyen de réception (130) étant disposé à une extrémité (4a, 4b) du module (2a) de corps central (2) et/ou au niveau de l’embout (6a, 6b) ;
- le module (2a) de corps central (2) et les embouts (6a, 6b) sont réalisés en matériau inerte. - Dispositif d’analyse (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module (2a) de corps central (2) comporte au moins une voie auxiliaire (23) s’étendant depuis la paroi périphérique (3) du module (2a) de corps central (2) vers l’extérieur du dispositif d’analyse (1), la voie auxiliaire (23) étant adaptée à être connectée à un élément auxiliaire choisi parmi la liste suivante : une source d’alimentation en nutriments, une source d’alimentation en polluants, une source d’alimentation en air, une source d’alimentation en dioxygène, un instrument de mesure, ou une association de ces éléments.
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (2a) de corps central (2) comprend un support (30) fixe ou amovible configuré pour supporter un polluant à l’état cohésif et/ou un organisme vivant.
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section de connexion (7) d’un premier embout (6a) est complémentaire de la portion de connexion (5) de la première extrémité (4a) du module (2a) de corps central (2), la section de connexion (7) coopérant avec la portion de connexion (5) par emboitement.
- Dispositif d’analyse (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque portion de connexion (5) du module (2a) de corps central (2) comporte un organe mâle ou femelle, chaque section de connexion (7) d’un embout (6a, 6b) comporte un organe mâle ou femelle, chaque organe mâle étant complémentaire d’un organe femelle.
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d’étanchéité (15) comprennent un organe d’étanchéité et une gorge (17), l’organe d’étanchéité coopérant par compression avec la gorge (17), la gorge (17) étant disposée à une jonction entre la première extrémité (4a) du module (2a) de corps central (2) et la section de connexion (7) du premier embout (6a) et/ou entre la seconde extrémité (4b) du module (2a) de corps central (2) et la section de connexion (7) du second embout (6b) et/ou entre l’extrémité (4a, 4b) du module (2a) de corps central (2) et l’extrémité (4a, 4b) du module (2a) adjacent de corps central (2).
- Dispositif d’analyse (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d’étanchéité (15) comportent une couronne de compression (19) configurée pour comprimer l’organe d’étanchéité dans la gorge (17), la couronne de compression (19) est montée dans la gorge (17), la couronne de compression (19) coopérant :
- avec un filetage (21) ménagé sur une paroi externe de la portion de connexion (5), ou
- avec un filetage (21) ménagé sur une paroi externe de la section de connexion (7) de l’embout (6a, 6b).
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un filtre (13) disposé au niveau du moyen de réception (130).
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moyen de réception (130) comprend au moins un épaulement interne (14) permettant de positionner et maintenir le filtre (13) au niveau d’une extrémité (4a, 4b) du module (2a) de corps central (2), l’épaulement interne (14) étant disposé :
- entre le module (2a) de corps central (2) et la portion de connexion (5) de la première extrémité (4a), et/ou
- entre la section de connexion (7) et l’ouverture (8) d’un embout (6a, 6b). - Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend une extrémité (10) fermée, une extrémité (10) ouverte.
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend deux extrémités (10) ouvertes.
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le matériau inerte du corps central (2), des embouts (6a, 6b) et des voies auxiliaires (23) est du verre borosilicaté.
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le filtre (13) comporte des pores dont les dimensions sont inférieures aux dimensions de l’organisme vivant et/ou aux dimensions d’un polluant aquatique.
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l’embout (6a, 6b) comprend une seconde ouverture annexe (27) refermable.
- Dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux modules (2a) de corps central (2) montés en série par emboitement de leur extrémité (4a), (4b) complémentaire et en ce qu’il comprend un premier embout (6a) disposé à l’extrémité (4a) du premier module (2a) de corps central (2) et un second embout (6b) disposé à l’extrémité (4b) du dernier module (2a) de corps central (2).
- Utilisation d’un dispositif d’analyse (1) défini selon l’une des revendications 1 à 15, pour l’étude comportementale en milieu aquatique ouvert d’au moins un polluant aquatique, caractérisée en ce que les embouts (6a, 6b) du dispositif d’analyse (1) comportent chacun au moins une ouverture (8) définissant un dispositif d’analyse (1) monté en circuit ouvert, l’embout (6a) et la première extrémité (4a) du module (2a) de corps central (2) constituant une arrivée d’eau alors que l’embout (6b) et la seconde extrémité (4b) du module (2a) de corps central (2) constituent une sortie de l’eau qui s’écoule au travers du corps central (2), chaque extrémité (4a, 4b) pouvant être équipée d’un filtre (13) choisi en fonction des dimensions du polluant aquatique de façon à fournir un milieu aquatique ouvert au sein du dispositif d’analyse (1), le polluant aquatique ne pouvant s’échapper du dispositif d’analyse (1).
- Utilisation d’un dispositif d’analyse (1) défini selon l’une des revendications 1 à 15, pour l’étude comportementale en milieu aquatique fermé d’au moins un polluant aquatique et/ou d’au moins une colonie de bactéries pré-ensemencée au sein d’un biofilm bactérien sur un support tel qu’un matériau plastique, caractérisée en ce que le dispositif d’analyse (1) comprend un corps central (2) et au moins un embout (6a, 6b) fermé, et de préférence, le dispositif d’analyse (1) comprend un corps central (2) et deux embouts (6a, 6b) fermés, de sorte à générer un milieu aquatique fermé au sein du dispositif d’analyse (1).
- Utilisation d’un dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 16 ou 17, caractérisée en ce que la colonie de bactéries se développant au sein d’un biofilm recouvre un support sous forme d’une plaque de matériau plastique qui constitue un polluant aquatique.
- Utilisation d’un dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que le dispositif d’analyse (1) comporte au moins une voie auxiliaire (23) et au moins un élément auxiliaire, l’élément auxiliaire étant choisi parmi la liste suivante : une source d’alimentation en nutriments, une source d’alimentation en polluants, une source d’alimentation en air, une source d’alimentation en dioxygène, un instrument de mesure, ou une association de ces éléments.
- Utilisation d’un dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 16 à 19, caractérisée en ce que le dispositif d’analyse (1) comprend au moins deux modules (2a) de corps central (2) montés en série et deux embouts (6a, 6b) respectivement disposés à l’extrémité (4a, 4b) du premier module (2a) et à l’extrémité (4a, 4b) du dernier module (2a), le dispositif d’analyse (1) étant suspendu à des moyens de support via des moyens d’accrochage, l’eau s’écoulant au travers du dispositif d’analyse via des moyens d’alimentation.
- Utilisation d’un dispositif d’analyse (1) selon l’une des revendications 16 à 20, caractérisée en ce que le dispositif d’analyse est en position horizontale ou verticale.
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